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2026年自动化工程师（中级操作技能）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共30分）
（总共6题，每题5分，每题给出的选项中，只有一项符合题目要求，请将正确答案填写在括号内）
w1. 以下哪种自动化控制算法常用于处理具有纯滞后特性的系统？（ ）
A. 比例控制
B. 积分控制
C. 微分控制
D. 史密斯预估控制
w2. 在自动化控制系统中，能够提高系统响应速度的是（ ）。
A. 增大比例系数
B. 增大积分时间常数
C. 减小微分时间常数
D. 以上都不对
w3. 下列关于PLC编程语言的说法，正确的是（ ）。
A. 梯形图只能用于简单逻辑控制
B. 指令表编程效率高但可读性差
C. 功能块图不适用于复杂系统
D. 结构化文本只能用于高级编程
w4. 自动化生产线中，用于检测物体位置的传感器是（ ）。
A. 温度传感器
B. 压力传感器
C. 接近传感器
D. 流量传感器
w5. 工业以太网中，常用的通信协议是（ ）。
A. Modbus
B. Profibus
C. TCP/IP
D. CAN
w6. 自动化系统中，用于实现设备远程监控的技术是（ ）。
A. 传感器技术
B.PLC编程技术
C. 网络通信技术
D. 人工智能技术

第II卷（非选择题，共70分）
w7. （10分）简述PID控制的原理及各参数对系统性能的影响。

w8. （15分）在一个自动化控制系统中，需要控制电机的转速。已知电机的转速与输入电压成正比，且系统存在一定的干扰。请设计一个简单的PID控制系统来实现电机转速的稳定控制，并说明各参数的作用。

w9. （15分）材料：某自动化生产线需要对产品进行计数和质量检测。现采用PLC作为控制器，通过传感器采集产品的相关信息。
问题：请描述如何利用PLC实现产品计数功能，并说明可能用到的编程语言和指令。

w10. （20分）材料：在自动化控制系统中，经常会遇到系统响应速度慢、超调量大等问题。
问题：请分析这些问题可能产生的原因，并提出相应的解决措施。

w11. （20分）材料：随着工业4.0的发展，自动化系统越来越复杂，对系统的可靠性和安全性要求也越来越高。
问题：请阐述如何提高自动化系统的可靠性和安全性，包括硬件和软件方面的措施。

答案：
w1. D
w2. A
w3. B
w4. C
w5. C
w6. C
w7. PID控制原理是根据给定值与实际输出值的偏差，通过比例、积分、微分三个环节的作用，调整控制器的输出，以达到系统稳定运行的目的。比例系数增大，系统响应速度加快，但可能会产生超调；积分时间常数增大，可消除系统稳态误差，但会使响应速度变慢；微分时间常数增大，能改善系统动态性能，抑制超调。
w8. 设给定转速为n0，实际转速为n。首先通过转速传感器检测实际转速n。PID控制器根据偏差e=n0 - n进行计算。比例环节P根据偏差大小输出一个比例控制量，使电机转速快速向给定值靠近；积分环节I对偏差进行积分，消除稳态误差；微分环节D根据偏差变化率提前调整控制量，抑制超调量。通过不断调整输出电压，实现电机转速的稳定控制。
w9. 利用PLC的计数器指令实现产品计数功能。例如使用CTU（增计数器）指令，当产品通过传感器时，传感器产生一个计数脉冲信号，接入PLC的输入点。在程序中，每当该输入点有脉冲信号上升沿时，计数器计数一次。编程语言可采用梯形图，直观易懂。通过设置计数器的预置值和当前计数值，可实时显示产品数量。
w10. 系统响应速度慢可能原因：比例系数过小、积分时间常数过大、微分时间常数过小等。解决措施：适当增大比例系数，减小积分时间常数，合理调整微分时间常数。超调量大可能原因：比例系数过大、微分时间常数过大等。解决措施：减小比例系数，调整微分时间常数，也可加入合适的阻尼环节。
w11. 硬件方面：采用冗余设计方法，如双电源、双CPU等，提高系统可靠性；选用高可靠性的元器件，进行严格的筛选和老化测试；设置完善的故障诊断和报警电路，及时发现并处理故障。软件方面：采用模块化设计，便于维护和更新；进行严格的代码测试和调试，消除软件漏洞；设计故障处理程序，当系统出现故障时能及时采取相应措施，如切换到备用系统等。